TW201401421A - 用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備 - Google Patents

用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備 Download PDF

Info

Publication number
TW201401421A
TW201401421A TW102113627A TW102113627A TW201401421A TW 201401421 A TW201401421 A TW 201401421A TW 102113627 A TW102113627 A TW 102113627A TW 102113627 A TW102113627 A TW 102113627A TW 201401421 A TW201401421 A TW 201401421A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
heating element
substrate
heating
substrate support
support assembly
Prior art date
Application number
TW102113627A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI614835B (zh
Inventor
Yao-Hung Yang
Jeonghoon Oh
Frank F Hooshdaran
Tom K Cho
Tao Hou
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of TW201401421A publication Critical patent/TW201401421A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI614835B publication Critical patent/TWI614835B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

提供基材處理系統與方法，用於當該基材設置於基材支撐組件的基材支撐表面上時，控制基材加熱效率且在基材的該表面上產生所欲的溫度分佈。該基材支撐組件設有最少的軟體控制與硬體要求，且該基材支撐組件包括加熱元件，該加熱元件包括多個加熱元件部。該加熱元件連接至電源，用於調整該等多個加熱元件部的該等溫度輸出，且在處理腔室內的該基材支撐組件的該基材支撐表面之上提供所欲的溫度分配與可調整的多個加熱區。

Description

用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備
本發明之實施例通常關於用於形成半導體裝置的方法與設備。更具體地，本發明之實施例關於用於處理半導體基材的方法。
在積體電路與平板顯示器製造的領域中，多個沉積與蝕刻處理是連續執行在基材處理系統的一或多個處理腔室內的基材上，以形成各種裝置設計結構。多種處理，例如蝕刻、物理氣相沉積(PVD,physical vapor deposition)、化學氣相沉積(CVD,chemical vapor deposition)、腔室清洗、基材拋光與調節等都是業界所熟知，且每一種處理通常需要合適的方式來加熱設置於處理腔室內的基材(例如矽基材)。
通常，矽基材(例如晶圓或玻璃基材)是轉移到處理腔室內的基材支撐組件(例如加熱台(susceptor))的基材支撐表面上。第1A圖圖示處理腔室內的基材支撐組件120的基材支撐表面的頂視圖。基材支撐組件120可包括加熱基座，加熱基座具有單一加熱元件112嵌入於其中，且加熱元件112 連接至電源114的輸入端與輸出端。
第1A圖中的小框圖示了使用單一加熱元件112，來在基材支撐組件120的基材支撐表面上產生單一加熱區「A」。但是，因為當設置於基材支撐組件120上時，基材的不同部分會具有不同的熱損失，所以使用單一加熱區「A」來加熱設置於其上的基材表面，通常會導致基材表面的外側邊緣部分與中心部分之中不均勻的溫度分配。換句話說，在基材設置於基材支撐組件120的表面上且藉由開啟電源114來加熱之後，基材表面上所產生的溫度分佈通常不均勻。發現到，基材表面的邊緣部分將很容易損失熱，且處於比中心部分更低的溫度。晶圓內溫度不均勻(within-wafer temperature non-uniformity)可能變化高達攝氏6-8度。
第1B圖圖示另一先前技術基材支撐組件140的表面的頂視圖。基材支撐組件140可包括兩個(2)加熱元件112A、112B嵌入於其中，且加熱元件112A、112B分別連接至兩個(2)電源114A、114B的輸入端與輸出端，以改善上述的晶圓內溫度不均勻。第1B圖中的小框代表當使用兩個加熱元件112A、112B時，此種先前技術基材支撐組件140的表面上的兩個(2)加熱區「A」與「B」。當基材設置於此種先前技術基材支撐組件140的基材支撐表面上時，加熱區「B」通常使用來自電源114B的較高電力輸入，以補償基材表面的外側邊緣部分上的熱損失。
但是，當使用多個加熱元件(至少兩個加熱元件是顯示在第1B圖中，來產生兩個加熱區「A」與「B」)來產 生此種先前技術基材支撐組件140中的多個溫度加熱區(多區)時，多個電力控制器、多條纜線與多個電源(至少兩個電源114A、114B是顯示在第1B圖中)必須耦接至這些加熱元件。至少一個電力控制器與一個電源需要專用於每一加熱元件。因此，此種多區基材支撐組件140的設計是代表了軟體控制與硬體設計上的非所欲高負擔。
另外，當使用多個電源來調整這些加熱元件的加熱溫度輸出時，機械上，每一電源將需要至少兩倍(2X)的電纜線數量以及機械存取硬體(例如，每一電源的至少一個輸入線/端與至少另一輸出線/端是連接至每一加熱元件)。所有這些電源輸入與輸出線/端都必須封裝在基材支撐組件的支撐基座(例如軸)內，使得基座的設計太龐大且增加機械設計的負擔。因此，需要有一種基材支撐組件是具有減少的機械部件與簡單的機械設計。
又另外，此種多區基材支撐組件140的不同溫度區之中的輸出溫度是由電源(其中每一電源是連接至每一區中的每一加熱元件)的固定電子輸入來控制，且一旦已經開始基材處理，該等輸出溫度通常難以全部調整。因此，需要有一種基材支撐組件，該基材支撐組件可以在基材處理期間在寬廣的溫度範圍與多個加熱區中調整加熱輸出。
因此，需要有一種改良的基材支撐組件，該基材支撐組件具有簡單的加熱元件設計與改良的基材加熱效率，且仍然可以在基材處理系統的基材支撐組件內的多個可調整加熱區之中調整基材支撐組件表面溫度。
提供用於控制基材表面的溫度的系統與方法，該基材設置於處理腔室的基材支撐組件的基材支撐表面上。在一個態樣中，提供一種基材支撐組件是具有最少的加熱元件設計(例如，單一加熱元件連接至一個電源，且單一加熱元件可以將基材支撐組件表面溫度調整成多個溫度可調整加熱區)。一個單一加熱元件可用於以所欲的圖案嵌入於且分配於該基材支撐組件內，以具有改良的基材加熱效率以及橫越該基材支撐表面的所欲輸出溫度分配分佈。
在一個實施例中，基材處理腔室的基材支撐組件包括：具有基材支撐表面的支撐構件，以及具有二個或二個以上加熱元件部的加熱元件。該等加熱元件部是以一個電性迴路連接在一起，且每一加熱元件部是獨立地且不同地回應於連接至該加熱元件的電源的輸入電力。在另一實施例中，該加熱元件是提供來加熱在二個或二個以上加熱區中的該基材支撐表面，且該加熱元件的每一加熱元件部是獨立地配置來加熱在該支撐構件的該基材支撐表面上的每一加熱區。
在另一態樣中，一種基材處理腔室包括基材支撐組件是設置於該基材處理腔室內，其中，該基材支撐組件包括：具有基材支撐表面的支撐構件，以及具有二個或二個以上加熱元件部的加熱元件。該等加熱元件部是以電性迴路連接在一起，且每一加熱元件部是獨立地且不同地回應於連接至該加熱元件的電源的輸入電力。在一個實施例中，每一加熱元 件部回應於輸入電力頻率，且該基材支撐表面的該輸出溫度是藉由調整該電源的二個或二個以上輸入電力頻率而決定。
在又另一態樣中，提供一種方法，該方法用於控制設置於基材支撐組件的表面上的基材的該表面的溫度。該方法包括：藉由加熱基材支撐組件的基材支撐表面，來加熱設置於處理腔室中的該基材的該表面，該基材支撐組件具有該基材設置於其上。該基材支撐組件包括加熱元件，該加熱元件具有二個或二個以上加熱元件部。該等加熱元件部是以一個電性迴路連接在一起，且每一加熱元件部是不同地回應於連接至該加熱元件的電源的輸入電力。該方法另外包括：決定在該加熱元件的該等二個或二個以上加熱元件部中的響應電力輸入振盪頻率，以及將該響應電力輸入振盪頻率應用至連接至該加熱元件的該電源。在一個實施例中，該方法包括：流動冷卻媒介，該冷卻媒介循環通過流體通道，該流體通道嵌入於該基材支撐組件中，以進一步控制該基材支撐表面上的該溫度。
在另一實施例中，在基材處理期間，調整每一加熱元件部的每一響應電力輸入振盪頻率的該振幅。在又另一實施例中，藉由獨立地加熱該加熱元件的每一加熱元件部，來獲得橫越該基材支撐組件的該基材支撐表面上的二個或二個以上加熱區的所欲輸出溫度分配，其中，每一加熱元件部對應於在該基材支撐表面上的二個或二個以上加熱區的每一加熱區。
110‧‧‧基材
112、112A、112B‧‧‧加熱元件
114、114A、114B‧‧‧電源
120‧‧‧基材支撐組件
140‧‧‧基材支撐組件
200‧‧‧處理腔室
202‧‧‧腔室主體
204‧‧‧蓋組件
206‧‧‧系統控制器
208‧‧‧電漿源
211‧‧‧流量閥開孔
212‧‧‧加熱元件
212A、212B、212C、212D‧‧‧加熱元件部
214‧‧‧電源
216‧‧‧外側部分
216A、216B、216C‧‧‧外側部分
218‧‧‧中心部分
218A、218B、218C‧‧‧中心部分
220‧‧‧支撐構件
222‧‧‧軸
226A‧‧‧電力輸入線
226B‧‧‧電力輪廓線
232‧‧‧噴頭
234‧‧‧氣體出口
240‧‧‧基材支撐組件
308‧‧‧中央處理單元(CPU)
310‧‧‧支援電路
312‧‧‧記憶體
314‧‧‧軟體常式
A、B、C、D‧‧‧加熱區
f(A)、f(B)、f(C)‧‧‧特定頻率
因此，藉由參照實施例，可更詳細了解本發明之上述特徵，且對簡短總結於上的本發明有更具體的敘述，某些實施例是例示於所附圖式中。但是，注意到，所附圖式只例示本發明之一般實施例且因此不視為限制其範圍，因為本發明可容許其他等效實施例。
第1A圖為例示的傳統型單區基材支撐組件的示意頂視圖。
第1B圖為另一例示的傳統型雙區基材支撐組件的示意頂視圖。
第2A圖為根據本發明之一個實施例之例示性處理腔室的概觀，處理腔室具有基材支撐組件，基材支撐組件具有多區溫度可調整之加熱基座。
第2B圖為第2A圖的處理腔室的橫剖面視圖的一個實施例，其例示了基材支撐組件具有多區溫度可調整之加熱基座(顯示了能夠做為區的至少4個範例加熱元件，該等區能夠調整成在基材支撐組件的表面上的三個溫度區)。
第3A圖繪示根據本發明之一個實施例之基材支撐組件的示意頂視圖的一個實施例，基材支撐組件具有例示的三區溫度可調整加熱基座，且小框是代表基材支撐組件的表面可調整成三個溫度區。
第3B圖繪示第3A圖的基材支撐組件內嵌的三個範例加熱元件的橫剖面視圖的一個實施例，且三個範例加熱元件可以被調整成基材支撐組件的表面上的三個溫度區。
第3C圖繪示三個範例加熱元件的橫剖面視圖的另 一實施例，三個範例加熱元件內嵌於處理腔室的基材支撐組件內並且可以在溫度上被調整成基材支撐組件的表面上的三個區。
第4圖繪示三個不同的所產生加熱輸出的一個實施例的示意視圖，該等加熱輸出是藉由調整三個範例加熱元件的電力輸入的振幅或頻率而獲得。
為了促進了解，已經在任何可能的地方使用相同的參考號碼來表示圖式中共同的相同元件。可了解到，一個實施例的元件與特徵可有利地併入在其他實施例中，而不用另外詳述。但是，注意到，所附圖式只例示本發明之一般實施例且因此不視為限制其範圍，因為本發明可容許其他等效實施例。
本發明之實施例提供用於控制基材表面的溫度的系統與方法，該基材設置於基材支撐組件的基材支撐表面上。基材支撐組件設置於處理腔室或基材處理系統中，且基材支撐組件通常包括最少數量的加熱元件，加熱元件連接至一或多個電源。加熱元件與電源是配置來控制且調整基材支撐組件的基材支撐表面的表面溫度成為多個溫度可調整加熱區。例如，單一加熱元件(例如，具有單一對之電力輸入與輸出引線的單一加熱元件迴路)可用以嵌入在基材支撐組件的支撐構件內，以界定且控制溫度可調整加熱區。如果使用多個加熱元件，溫度可調整加熱區的數量會超過所使用的加熱元件的數量，因此減少所需的加熱元件的數量，相較於具有相 等數量之加熱區的傳統型基材支撐件來說。
在一或多個實施例中，支撐構件的基材支撐表面內的加熱元件包含多個加熱元件部(例如，二個或二個以上加熱元件部)，加熱元件部是從不同的材料、尺寸與形狀來設計與製造，及/或以不同的幾何形狀或圖案來分配且嵌入於支撐構件中，以改良基材加熱效率。這些加熱元件部是以一單一電性迴路連接在一起，且該等加熱元件部可獨立地用選擇的電力輸入來加熱(或用減少的電力輸入來冷卻)，以在基材支撐組件的基材支撐表面上實行各種所欲的溫度分佈，藉此產生多個溫度可調整加熱區，來加熱設置於其上的基材的表面。如同下面將更詳細解釋的，提供一種方法，用以獨立地控制與調整基材支撐組件的加熱元件的多個加熱元件部的輸出溫度。
用語「基材」在此使用時通常包括任何晶圓，或其他合適的玻璃、聚合物或金屬基材。基材可包括將被加熱至所欲溫度的表面，該所欲溫度較佳地是，當基材設置於基材處理腔室中時，在基材處理期間，橫越基材之表面的所欲溫度分配分佈。另外，基材不限於任何特定的尺寸或形狀。基材可為圓形晶圓，具有200mm直徑、300mm直徑或其他直徑。基材也可為任何多邊形、方形、矩形、彎曲的或其他非圓形工件，例如用於平板顯示器製造的多邊形玻璃基材。
每一基材表面可包括一或多個層的材料，該等材料是作為後續處理操作的基底。例如，基材可包括一或多個層的導體金屬，例如鋁、銅、鎢或所述者的組合。基材也可包 括一或多個層的非導體材料，例如矽、氧化矽、摻雜矽、鍺、砷化鎵、玻璃與藍寶石。基材也可包括多層的介電質材料，例如二氧化矽、有機矽酸鹽與摻雜有碳的氧化矽。另外，基材可包括任何其他材料，例如氮化物金屬與金屬合金，取決於應用。在一或多個實施例中，基材可形成閘極結構，包括閘極介電層與閘極電極層，以促進與後續形成於基材上之互連特徵的連接，互連特徵例如為插頭、通孔、接點、接線、與導線。
第2A圖圖示根據本發明之一個實施例之處理腔室200的一個範例的概觀，處理腔室200具有基材支撐組件，基材支撐組件具有多區溫度可調整之加熱元件，加熱元件適於加熱基材的表面，如同下面進一步敘述的。處理腔室200通常可包括腔室主體202、蓋組件204與基材支撐組件240(顯示在第2B圖中)。
腔室主體202通常包括流量閥開孔211，流量閥開孔211形成於處理腔室200的側壁中。藉由晶圓處理機器人(未圖示)，流量閥開孔211選擇性地打開與關閉，以提供通道進入腔室主體202的內部。腔室主體202可包括腔室襯墊，腔室襯墊圍繞基材支撐組件240。腔室襯墊是可移除的，以進行維修與清洗。腔室襯墊可由例如鋁的金屬、陶瓷材料或任何其他製程相容的材料來製成，且腔室襯墊可做成表面有霧珠的，以增加表面粗糙度及/或表面積，這會增加沉積於腔室襯墊上的任何材料的黏著性，藉此防止材料的剝落，材料的剝落會導致處理腔室200的污染。另外，抽唧通道可形成於 腔室襯墊內。
選擇性地，腔室主體202包括形成於腔室主體202中的通道，使得熱轉移流體流動通過該通道。熱轉移流體可為加熱流體或冷卻劑，且熱轉移流體是用於在基材處理與基材轉移期間控制腔室主體202的溫度。腔室主體202的溫度對於防止腔室壁上的副產品或氣體的非所欲液化是重要的。例示的熱轉移流體包括水、乙烯乙二醇或所述者的混合物。例示的熱轉移流體也可包括氮氣。
蓋組件204設置於且連接於腔室主體202的上端，且基材支撐組件240是至少部分設置於處理腔室200的腔室主體202內。在某些實例中，電漿源208耦接於兩個電極，兩個電極設置於蓋組件204內，且兩個電極是配置來在處理腔室200內在兩個電極之間形成電漿容積或空穴。一個電極接地，且另一個電極連接於電源(例如RF電源)，以在兩電極之間形成電容。蓋組件140選擇性地可包括隔離環，以將兩個電極電性隔離。
第2B圖圖示處理腔室200的橫剖面視圖，處理腔室200具有蓋組件204與設置於腔室主體202內的基材支撐組件240。處理腔室200可為任何種類的處理腔室，包括蝕刻腔室、物理氣相沉積(PVD)腔室、化學氣相沉積(CVD)腔室、清洗腔室等，其中涉及將設置於基材處理系統的處理腔室內的基材(例如矽基材)的表面加以加熱。處理腔室200可為可從加州聖克拉拉的應用材料公司取得的任何基材處理腔室。注意到，可從其他製造商取得的其他處理腔室也可用於 實施本發明。也可了解到，在此所述的加熱元件可用於其他商品中，其中具有用於加熱之多個溫度可調整加熱區的單一加熱元件使用單一。
額外參見第2B圖，蓋組件204通常可包括一或多個氣體入口與噴頭組件(例如第2B圖所示的噴頭232)，氣體入口與噴頭組件連接至蓋組件204，以將一或多種氣體流動通過噴頭232的氣體入口，到達設置於基材支撐組件240上的基材110的表面附近。製程氣體可透過該等一或多個氣體入口而進入蓋組件204，該等一或多個氣體入口是流體連通於通常是設置於腔室主體202之外的一或多個氣體源及/或其他氣體傳送組件，例如氣體混合器。蓋組件204也可包括一或多個氣體出口234。
選擇性地，蓋組件204可包括分配板與阻隔板，用以提供受控的且平均分配的氣體流動通過噴頭232，到達處理腔室200內的基材110的表面上。分配板可包括一或多個內嵌的通道或通路，該等通道或通路用以容納加熱器或加熱流體，以提供蓋組件204的溫度控制。電阻式加熱元件(未圖示)可插設於通道內，以加熱該分配板。熱電偶可連接至分配板，以調節該分配板的溫度。熱電偶可用於反饋迴路中，以控制施加至分配板之加熱元件的電流。
替代地，熱轉移媒介或冷卻媒介(如果需要的話)可通過分配板的通道，以更佳地控制蓋組件204內的分配板的溫度，這是取決於處理腔室200內的處理要求。任何熱轉移媒介都可使用，例如氮、水、乙烯乙二醇或所述者的混合 物，舉例來說。另外，蓋組件204可使用一或多個加熱燈(未圖示)來加以加熱。通常，加熱燈是配置於分配板的上表面周圍，以藉由輻射來加熱蓋組件204的組件，包括分配板。
處理腔室200可包括真空泵與節流閥，用以調節處理腔室200內的氣體流動，從氣體來源透過蓋組件204內所設置的氣體入口與噴頭232，流動到基材110的表面上的處理區域。真空泵耦接於真空埠，真空埠設置於腔室主體202上，且真空泵也可連接於或流體連通於腔室襯墊的抽唧通道。因此，真空泵可耦接於各種機械腔室部件，以提供出口給處理腔室200內所產生的任何污染物或非所欲產物氣體或額外的前驅物氣體。用語「氣體」與「多種氣體」可交換來使用(除非另有所指)，並且可表示一或多種前驅物、反應物、催化劑、載體氣體、淨化氣體、清洗氣體、所述者的組合，以及引入腔室主體202中的任何其他流體。
如同第2B圖所示，處理腔室200的基材支撐組件240可包括加熱基座或加熱台，加熱基座或加熱台通常包括軸222與支撐構件220。軸222延伸通過形成於腔室主體202的底部表面中的中心位置開孔，且軸222通常垂直地設置於腔室主體的底部部分內，以支撐該支撐構件220。支撐構件220具有基材支撐表面，用以支撐將在處理腔室200的腔室主體202內的基材支撐表面上被處理的基材110。例如，支撐構件220可具有平坦或實質上平坦、圓形或方形表面，用以支撐支撐構件上的實質上圓形或方形基材。支撐構件220通常可由鋁材料建構。選擇性地，支撐構件220可包括可移動的頂板， 頂板是由某種其他材料製成，例如矽或陶瓷材料，頂板例如是用以減少基材的背側污染物。
軸222連接至升舉機構(未圖示)，升舉機構設置於腔室主體之外。升舉機構允許由軸222所支撐的支撐構件220，可以在腔室主體202內垂直移動(例如向上與向下)於基材處理位置與下基材轉移位置之間。支撐構件220的基材轉移位置是稍微低於形成於腔室主體202的側壁中的流量閥211的開孔。藉由伸縮盒，升舉機構可彈性地密封至腔室主體202，伸縮盒可防止軸222周圍的真空洩漏。因此，處理腔室200的基材支撐組件240提供基材表面的加熱及/或冷卻，而不會破壞真空。
在一或多個實施例中，可使用真空夾具來將基材110固定至支撐構件222。在另一實施例中，可使用靜電夾具來將基材(未圖示)固定至支撐構件220。靜電夾具通常包括至少一介電質材料，介電質材料圍繞電極(未圖示)，電極可位於支撐構件220的上表面上或形成為支撐構件220的一體成型部分。靜電夾具的介電質部分將夾具電極電性地絕緣於基材110以及基材支撐組件240的其餘部分。
支撐構件220可包括一或多個孔形成通過其中，以容納一或多個升舉銷。每一升舉銷是由陶瓷或含陶瓷的材料所建構，且升舉銷是用於基材處理與運送。藉由接合於環形升舉環，升舉銷可在其個別的孔內移動，環形升舉環是設置於腔室主體202內。升舉環是可移動的，使得當升舉環位於上基材處理位置時，升舉銷的上表面可位於支撐構件220的 基材支撐表面之上。相反的，當升舉環位於下基材轉移位置時，升舉銷的上表面是位於支撐構件220的基材支撐表面之下。因此，當升舉環從下轉移位置移動到上處理位置時，每一升舉銷的部分通過在支撐構件220內的其個別的孔。
支撐構件220可另外包括邊緣環(未圖示)，邊緣環是設置於支撐構件220的周圍。邊緣環是環形構件，適於覆蓋該支撐構件220的外側周邊並且保護該支撐構件220免受沉積。邊緣環可位於支撐構件220上或旁邊，以在支撐構件220的外側直徑與邊緣環的內部直徑之間形成環形淨化氣體通道。環形淨化氣體通道可流體連通於淨化氣體導管，淨化氣體導管是形成通過於支撐構件220與軸222。淨化氣體導管是流體連通於淨化氣體供應源(未圖示)，以提供淨化氣體至環形淨化氣體通道。可單獨或組合地使用任何合適的淨化氣體，例如氮、氬或氦。在操作中，淨化氣體流動通過淨化氣體導管，進入環形淨化氣體通道，且在設置於支撐構件220上的基材的邊緣的周圍。因此，淨化氣體與邊緣環是一起操作來防止基材的背側及/或邊緣處的沉積。
基材支撐組件240的基材支撐表面的溫度也可藉由循環通過流體通道的流體來加以控制，流體通道是內嵌於支撐構件220的主體內。在一或多個實施例中，流體通道是流體連通於熱轉移導管，熱轉移導管是設置通過基材支撐組件240的軸222。流體通道是設置於支撐構件220的周圍與內部，以提供所欲的熱轉移給支撐構件220的基材接收表面。流體通道與熱轉移導管可流動熱轉移流體，以加熱或冷卻支 撐構件220。可使用任何合適的熱轉移流體，例如水、氮、乙烯乙二醇或所述者的混合物。
支撐構件220可在腔室主體202內垂直地移動，使得支撐構件220與蓋組件204之間的距離可受到控制。感測器(未圖示)可提供關於支撐構件220在處理腔室200內的位置的資訊。在操作中，支撐構件220可升高至很靠近蓋組件204，以控制正在處理的基材的溫度。因此，透過基材支撐組件240的支撐構件220內嵌的加熱元件212或蓋組件204的分配板所發射的輻射熱，可加熱基材。替代地，使用由升舉環所啟動且移動的升舉銷，基材可升高離開支撐構件220的基材支撐表面，以相當靠近於已加熱的蓋組件204。
本發明之一或多個實施例提供基材支撐組件內的加熱元件的使用，其中加熱元件的多個加熱元件部(例如二個或二個以上加熱元件部)是以電性迴路連接在一起。有利的，加熱元件部是以不同的幾何外形、圖案、形狀、尺寸與材料來配置，該等加熱元件部是獨立地加熱，用以控制支撐構件的基材支撐表面的多區的溫度，因此提供基材表面的各種中心或外側部分之中的所欲溫度分佈。加熱元件部通常位於離基材支撐組件的中心線不同的徑向距離處，例如藉由將加熱元件配置成螺旋狀，藉由將加熱元件後退加倍(亦即，改變加熱元件運行的方向，例如，使用180度轉向)。使包括單一加熱元件的多個加熱元件部來位於基材支撐組件內的不同徑向距離處，可以允許單一加熱元件由電力輸入源來控制，而且仍然提供加熱元件的多個加熱元件部之中的加熱效率與輸 出溫度的獨立控制，藉此產生多個徑向分隔的可調整溫度控制區。
根據本發明的一個實施例，可在基材支撐組件240內最少提供一個加熱元件，來加熱基材110的表面(例如，第2B圖顯示的加熱元件212是內嵌於基材支撐組件240的支撐構件220內)，且該一個加熱元件是配置(如同下面詳細討論的)成多個溫度可調整加熱區，其中在多個加熱區的每一加熱區中的輸出溫度是可調整地控制與獲得。可提供額外的加熱元件，但是可能不需要。
在一個實施例中，加熱元件212可為電阻式加熱元件，加熱元件212包含電阻材料，例如由一厚度的充填料材料所圍繞的內部電阻導線。支撐構件220可另外包括熱電偶(未圖示)內嵌於其中，用以監測支撐構件220的基材支撐表面的溫度。例如，來自熱電偶的信號可用於反饋迴路中，以控制施加至加熱元件212的電流、電力輸入位準與頻率，及/或控制循環通過流體通道(其內嵌於支撐構件220內)的熱轉移流體或冷卻劑或冷卻媒介，藉此調整支撐構件220的基材支撐表面的輸出溫度。
在一個範例中，加熱元件212可連接至電源214的電力輸入線226A與電力輪廓線226B，以加熱設置於基材支撐組件240的支撐構件220的基材表面上的基材110。電力輸入線226A與電力輪廓線226B通常設置於軸222內。有利的，當使用一個單一加熱元件時，只需要一個單一電源，因此減少控制多個電源的軟體控制與硬體負擔。另外，一個單一加 熱元件有最少兩條電力線是封裝在軸222內，而不需要封裝很多電力線在軸內，如同在使用多個加熱元件的先前技術基材支撐件中所見。
通常，加熱元件212透過焦耳(Joule)加熱處理而將電轉換成熱。通過加熱元件212的電流會遭遇電阻，因此導致加熱元件212的加熱。加熱元件212可包括中心部分的線、帶或條，中心部分的線、帶或條可包括電阻材料，包括(但不限於)鎳、鉻、鐵、鋁、銅、鉬、鉑、碳化矽、所述者的金屬合金、所述者的氮化物材料、所述者的矽化物材料與所述者的組合，以及其他。電阻材料可為不同金屬材料的合金，且電阻材料可摻雜有金屬摻雜物或其他摻雜物材料。電阻加熱線、帶或條可為直的或卷的形狀。充填料材料可為任何陶瓷材料或氧化物材料，該材料提供絕緣且防止電洩漏。
例如，電阻加熱線或帶可由Nichrome 80/20(80%的鎳以及20%的鉻)材料製成。Nichrome 80/20是理想的材料，因為該材料具有較高的電阻，並且當該材料第一次被加熱時，會形成氧化鉻的黏著層。氧化鉻層之下的材料將不會氧化，防止線斷裂或失去傳導性。
另外，坎氏合金(FeCrAl)與銅鎳合金(CuNi)以及所述者的合金是用於低溫加熱的好材料。二矽化鉬(Molybdenum disilicide、MoSi2、molybdenum silicide或MOSI2)中間金屬化合物是鉬的矽化物，而且是可用於加熱元件內的耐火陶瓷。二矽化鉬具有適當的密度、攝氏2030度的熔點且是電導性。在高溫時，二矽化鉬形成二氧化矽的鈍化層，保護二矽 化鉬免於進一步的氧化。
作為另一範例，二矽化鉬可摻雜有鋁(Al)，以形成摻雜有鋁的二矽化鉬或Mo(SiAl)2，Mo(SiAl)2也是可用於加熱元件內的耐火陶瓷。在高溫時，摻雜有鋁的二矽化鉬形成氧化鋁(Al2O3)的鈍化層，保護二矽化鉬本身免於腐蝕或進一步的氧化。摻雜有鋁的二矽化鉬的熔化溫度在減低的氣壓下是比二矽化鉬(MoSi2)的熔化溫度還要高攝氏300度。
其他適於使用作為加熱元件212的材料包括絲網印刷金屬(該金屬可用陶瓷材料來絕緣)、蝕刻的金屬箔(該金屬箔藉由移除式光蝕處理來產生成為連續的金屬箔片，具有複合的電阻圖案)與密封在不鏽鋼或黃銅所製造的管內的陶瓷絕緣黏結劑(MgO或鋁粉)中的管狀鎳鉻線圈(通常熟知為商標「Calrod」)，該鎳鉻線圈為長桿或彎曲來橫跨將被加熱的區域。另外，也可使用正熱(PTC,positive thermal)陶瓷材料，該材料具有電阻的正熱係數(相較於具有負熱係數的大多數陶瓷)。這種陶瓷材料(例如鈦化鋇與鈦化鉛合成物)具有高度非線性熱反應，在合成物相關的臨界溫度之上是極具電阻性並且使該材料作用為該材料本身的自動調溫器，使得當連接至電流時(開啟)，當該材料的溫度低(冷卻)時電流可以通過，且當該材料熱時電流不能通過。另外，這些PTC陶瓷材料可做成薄膜及/或各種形狀。
在一或多個實施例中，加熱元件212是配置成多個部(例如，至少四個(4)加熱元件部212A、212B、212C、212D是顯示在第2B圖中)，因此一個單一加熱元件可以提 供多個溫度區在基材支撐組件240的支撐構件220的基材支撐表面上。在一個範例中，加熱元件212的加熱元件部212A、212B、212C、212D是配置成提供至少四個(4)加熱區「A」、「B」、「C」、與「D」，其中橫跨支撐構件220的基材支撐表面。每一加熱元件部可配置成提供在支撐構件220的基材支撐表面的每一加熱區中的加熱。在一個實施例中，加熱元件212的每一加熱元件部212A、212B、212C、212D是位於不同的徑向距離處，使得四個(4)加熱區「A」、「B」、「C」、與「D」是界定在離基材支撐之中心線的不同徑向距離處。在一個實施例中，加熱元件部212A、212B、212C、212D是配置成共中心的，使得四個(4)加熱區「A」、「B」、「C」與「D」是共中心的。
在一或多個實施例中，每一加熱區中的輸出溫度可由數個變數來控制與決定，例如，在加熱元件212的每一加熱元件部中的電阻式加熱材料或充填料材料的尺寸、形狀與圖案(或分配密度)，分配在支撐構件220的基材支撐表面上的每一加熱區的尺寸、形狀、圖案與幾何外形(或密度)，電源214的輸入電力頻率與每一電力頻率的振幅，以及其他。因此，支撐構件220的基材支撐表面的多個區「A」、「B」、「C」、與「D」等中的輸出溫度可藉由調整這些變數(例如，在單一加熱元件212的多個加熱元件部212A、212B、212C、212D等的每一加熱元件部內)而獨立地控制與決定，以在支撐構件220的基材支撐表面上獲得所欲的溫度分配，且因此，在基材的表面上產生所欲的表面溫度分配分佈。
第3A圖繪示基材支撐組件240的支撐構件220的一個範例，支撐構件220具有三個區的溫度可調整加熱基座，且小框是代表支撐構件220的基材支撐表面可調整成三個共中心的溫度加熱區「A」、「B」、「C」。加熱區「A」、「B」、「C」的形狀可為共中心的圓形，或任何其他合適的形狀。
在第3A圖中，內嵌於支撐構件220內的加熱元件212包括至少三個(3)加熱元件部212A、212B與212C，加熱元件部212A、212B與212C是位於離基材支撐構件220之中心線的不同徑向距離處，例如，藉由將加熱元件212後退兩倍，藉由將加熱元件212定向成螺旋狀，或其他配置。在一個實施例中，加熱元件部212A、212B與212C可包含相同的電阻式加熱材料並且以不同的幾何形狀或圖案來配置。例如，加熱元件部212C或設置於支撐構件220的外側邊緣部分附近的加熱元件部可以配置成幾何形狀上比加熱元件部212A更密的圖案，以補償支撐構件220的邊緣部分上的熱損失。在另一實施例中，加熱元件部212C或設置於支撐構件220的外側邊緣部分附近的加熱元件部可以配置成線圈狀或其他形狀(而非鬆弛的線圈)、管狀線或帶狀，以在加熱區「C」中提供比其他加熱區更高的加熱效率，並且補償支撐構件220的邊緣部分上的熱損失。
在一個範例中，每一加熱元件部212A、212B、212C可包含相同的電阻材料，用以用不同的厚度來形成電阻線、線圈、帶(以及其他)，使得當加熱(例如，連接至用於加熱的電源)來在支撐構件220的基材支撐表面上產生所欲的 溫度分配與不同的加熱輸出效率時，每一加熱元件部可藉由其本身的響應電力輸入振盪頻率或相位來微調與控制。
在另一範例中，每一加熱元件部212A、212B、212C可包含相同的電阻材料，但具有不同的充填料材料或濃度，使得當加熱(例如，連接至用於加熱的電源)來在支撐構件220的基材支撐表面上產生所欲的溫度分配與不同的加熱輸出效率時，每一加熱元件部具有其本身的振盪頻率或相位。
在另一實施例中，每一加熱元件部212A、212B、212C可包含不同的電阻材料或不同的充填料材料，使得當加熱(例如，連接至用於加熱的電源)來在支撐構件220的基材支撐表面上產生所欲的溫度分配與不同的加熱輸出效率時，每一加熱元件部具有該加熱元件部本身的響應振盪頻率或相位。
因此，加熱該基材支撐組件的基材支撐表面的一種方法包括：決定在加熱元件的二個或二個以上加熱元件部中的響應電力輸入振盪頻率，以及將該響應電力輸入振盪頻率應用至連接至加熱元件的電源。
第3B圖繪示三個加熱元件部212A、212B、212C的一個範例，三個加熱元件部212A、212B、212C用以形成加熱元件212並且內嵌於第2B圖的基材支撐組件240內。在一或多個實施例中，加熱元件部212A、212B、212C可包括外側部分216與中心部分218A、218B、218C，外側部分216與中心部分218A、218B、218C分別以不同的電阻材料或不同的厚度來形成，使得加熱元件部212A、212B、212C可以被控制、調整或微調成為在基材支撐組件240的表面上的三個 溫度加熱區「A」、「B」、「C」。外側部分216可包括相同或不同的充填料材料。中心部分218A、218B、218C可為電阻線、線圈、帶以及其他。
第3C圖繪示了加熱元件部212A、212B、212C的另一範例，加熱元件部212A、212B、212C內嵌於處理腔室內的支撐構件220的基材支撐表面內。在此實施例中，加熱元件部212A、212B、212C可包括中心部分218與外側部分216A、216B、216C，中心部分218與外側部分216A、216B、216C分別以不同的充填料材料或不同的厚度來形成，使得加熱元件部212A、212B、212C可以被控制、調整或微調成為在基材支撐組件240的表面上的三個溫度加熱區「A」、「B」、「C」。中心部分218可包含相同或不同的電阻線、線圈或帶材料。外側部分216A、216B、216C可以被獨立地控制、微調或調整，以在支撐構件220的基材支撐表面上的溫度加熱區「A」、「B」、「C」中產生三種加熱效率。
返回參見第2B圖，具有二個或二個以上加熱元件部的加熱元件212可連接至電源214，電源214連接至控制器，控制器具有內建的軟體來微調且調整電源214施加給多個加熱元件部的每一加熱元件部的電力輸入。直接或間接的，電源214可由系統控制器206或連接至系統控制器206的分離的控制器來控制，系統控制器206通常用以調整處理腔室200的操作。因此，在基材加熱期間，系統控制器206可配置來實行加熱該基材支撐組件的支撐表面。系統控制器206可配置來決定在加熱元件的二個或二個以上加熱元件部中的響應 電力輸入振盪頻率，且將該響應電力輸入振盪頻率應用至連接至加熱元件的電源。
系統控制器206可耦接於處理腔室200的各種組件，以控制處理腔室200的基材處理操作。雖然示意顯示成耦接於處理腔室200，系統控制器206可操作上連接至任何組件，例如電源214、基材支撐組件240、處理腔室200內的各種感測器與熱電偶、耦接於噴頭232附近的氣體入口的氣體供應源(未圖示)、一或多個氣體出口234、真空泵及/或節流閥(未圖示)與類似者，以控制在處理腔室200內所執行的處理。系統控制器206可為任一種形式的通用目的電腦處理器與子處理器，其可用於工業裝置中，來控制各種處理腔室與腔室部件。系統控制器206可直接控制處理腔室200，或者透過與特定支撐系統組件相關的其他電腦或控制器(未圖示)。
如同第2B圖所示，系統控制器206通常包括中央處理單元(CPU)308、記憶體312與CPU 308的支援電路310。CPU 308的記憶體312(例如電腦可讀取媒介)可為一或多種立即可取得的記憶體，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟、快閃記憶體或任何其他形式的數位儲存器，本地或遠端的。支援電路310耦接於CPU 308，用以用傳統的方式來支援CPU 308。該等支援電路310包括快取、電源、時脈電路、輸入/輸出電路系統與子系統以及類似者。
在此所述的發明方法可儲存在記憶體312中作為軟 體常式314，軟體常式314可執行或啟動來將系統控制器206轉換成特定目的控制器，以控制處理腔室200的操作，且調整電源214的電力輸入(頻率、振幅、電力位準等)，且控制在基材支撐組件240的基材支撐表面上的溫度分配與加熱效率，藉此根據在此所述的方法，來實行橫越處理腔室200內所設置的基材的表面之所欲溫度分配與改良的加熱效率。軟體常式也可由第二CPU(未圖示)儲存及/或執行，第二CPU位於遠離CPU 308所控制的硬體。
記憶體312可包括指令，該等指令促成在此所述的微調與溫度調整程序在處理腔室200上執行。例如，電腦程式可指揮：加熱與冷卻序列和時序、晶圓冷卻、各種氣體與氣體混合物的流入與流出、腔室壓力、RF電力位準、基材支撐組件的支撐構件與軸的定位、升舉銷的定位、流量閥的打開與關閉以及其他變數與參數。
第4圖繪示一個範例，該範例微調在加熱元件(例如加熱元件212)中的二個或二個以上加熱元件部或者任何其他數量的多個加熱元件部(例如加熱元件部212A、212B、212C)的加熱輸出，以在基材支撐組件的基材支撐表面上的加熱區「A」、「B」、「C」等之中提供所欲的溫度分配。在一個範例中，連接至電源與系統控制器206的調變器可用於調整電源214，例如調整施加給加熱元件部212A、212B、212C的電力輸入的頻率，且獲得三個不同的所產生的加熱輸出位準。
在另一範例中，三個不同的所產生的加熱輸出位準 是藉由調整每一特定頻率f(A)、f(B)、f(C)的振幅而獲得，每一加熱元件部212A、212B、212C可分別回應於每一特定頻率f(A)、f(B)、f(C)(例如，加熱元件部212A回應於具有頻率f(A)的電力輸入，加熱元件部212B回應於具有頻率f(B)的電力輸入，且加熱元件部212C回應於具有頻率f(C)的電力輸入)。藉由調整每一頻率的振幅，每一加熱區「A」、「B」、「C」(如同第2B圖所示)的溫度可獨立地調整。額外的方式，例如調整每一頻率的峰值振幅並且因此改變對應的加熱區的溫度，可用以達成所欲的溫度分配分佈。
因此，藉由獨立地調整基材支撐組件的基材支撐表面上的每一加熱區的溫度，基材支撐組件上所設置的基材的表面上的溫度分配分佈可被最佳化與獲得。如同上面討論的，選擇性地，當操縱每一加熱元件部(對應於每一加熱區)的溫度來在基材的表面上達成所欲的溫度分配時，冷卻通道或冷卻流體也可整合進基材支撐組件的加熱機構，以移除由加熱元件或加熱元件部所產生的任何多餘的熱，並且保持加熱元件在控制之下(甚至當連接至加熱元件的電源是以超過0.01%的電力輸入來開啟時)。
因此，本發明提供簡單且清楚的方式，來有效率且獨立地控制設置於處理腔室內的基材的溫度，消除了不必要且龐大的部件，例如多條電力線、纜線與電力引線。關於一種加熱系統，該加熱系統包括至少一加熱元件是整併於基材支撐組件中來在多個(N)數量的加熱區中提供基材加熱，可估計到，用於設計與安裝大約N-1組纜線以及加熱元件引線、 N-1組電源單元的成本可以節省下來。另外，當使用較少的腔室部件時，可大大減少因為這些多組纜線、引線與電源單元的失效所導致的可能腔室停工期與不運作。
處理腔室200可耦接於多腔室基材處理系統(例如叢集的基材處理機台)，多腔室基材處理系統可適於在多個處理腔室中執行各種處理。基材處理系統內的每一處理腔室是配置來執行至少一種基材處理操作，例如化學氣相沉積(CVD,chemical vapor deposition)、循環層沉積(CLD,cyclical layer deposition)、原子層沉積(ALD,atomic layer deposition)、物理氣相沉積(PVD,physical vapor deposition)、蝕刻、除氣、乾式蝕刻、預清洗、定向以及其他基材處理。基材處理系統也可包括一或多個裝載閘腔室，裝載閘腔室用以將基材轉移進與轉移出基材處理系統。
轉移機器人可在裝載閘腔室及/或第一組的一或多個處理腔室與其他腔室之間轉移基材。轉移機器人也可轉移基材至一或多個轉移腔室或從一或多個轉移腔室轉移基材。轉移腔室可用於維持超高真空環境，同時允許基材在基材處理系統內轉移。另一個轉移機器人可在轉移腔室及/或第二組的一或多個處理腔室之間轉移基材。
雖然前述是關於本發明之實施例，本發明之其他與進一步實施例可被設想出而無偏離本發明基本範圍，且本發明範圍是由下面的申請專利範圍來決定。
212A、212B、212C‧‧‧加熱元件部
220‧‧‧支撐構件
240‧‧‧基材支撐組件
A、B、C‧‧‧加熱區

Claims (20)

  1. 一種在一基材處理腔室中的基材支撐組件，該基材支撐組件包括：一支撐構件，該支撐構件包括一基材支撐表面；及一加熱元件，該加熱元件包括二個或二個以上加熱元件部；其中，該等加熱元件部是以一電性迴路連接在一起，且其中，每一加熱元件部是獨立地且不同地回應於連接至該加熱元件的一電源的一輸入電力。
  2. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中該加熱元件是提供來加熱在二個或二個以上加熱區中的該基材支撐表面，且每一加熱元件部是獨立地配置來加熱在該支撐構件的該基材支撐表面上的每一加熱區。
  3. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中每一加熱元件部回應於一輸入電力頻率，且其中，該基材支撐表面的該輸出溫度是藉由調整該電源的二個或二個以上輸入電力頻率而決定。
  4. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中每一加熱元件部中的該輸出溫度是藉由該電源的一輸入電力頻率的一振幅而決定，且其中，該基材支撐表面的該輸出溫度是藉由調整該電力頻率的該振幅而控制。
  5. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中每一加熱元件部包括一電阻式加熱材料，該電阻式加熱材料是選自包括下述的該群組：鎳、鉻、鐵、鋁、銅、鉬、鉑、碳化矽、所述者的金屬合金、所述者的氮化物材料、所述者的矽化物材料與所 述者的組合。
  6. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中每一加熱元件部包括一電阻式加熱材料，該電阻式加熱材料的一形狀是選自包括下述的該群組：一線、一箔或一帶狀。
  7. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中每一電阻式元件部包括不同尺寸與形狀的一充填料材料。
  8. 如請求項1所述之基材支撐組件，其中該等二個或二個以上電阻式元件部是根據每一加熱元件部中的一變數而不同地形成，該變數是選自包括下述的該群組：一電阻式加熱材料的該尺寸、形狀、圖案、分配密度，一充填料材料的該尺寸、形狀、圖案、分配密度，藉此在當連接至該加熱元件的該電源開啟時，在該等二個或二個以上電阻式元件部中實行不同的輸出溫度。
  9. 一種基材處理腔室，包括：一基材支撐組件，該基材支撐組件設置於該基材處理腔室內；其中該基材支撐組件包括：一支撐構件，該支撐構件包括一基材支撐表面；及一加熱元件，該加熱元件包括二個或二個以上加熱元件部；其中，該等加熱元件部是以一電性迴路連接在一起，且其中，每一加熱元件部是獨立地且不同地回應於連接至該加熱元件的一電源的一輸入電力。
  10. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中該加熱元件是提供來加熱在二個或二個以上加熱區中的該基材支撐表面，且該加熱元件的每一加熱元件部是獨立地配置來加熱在該支撐 構件的該基材支撐表面上的每一加熱區。
  11. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中該基材處理腔室是選自包括下述的該群組：蝕刻腔室、清洗腔室、CVD腔室、PVD腔室、ALD腔室與所述者的組合。
  12. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中每一加熱元件部回應於一輸入電力頻率，且其中，該基材支撐表面的該輸出溫度是藉由調整該電源的二個或二個以上輸入電力頻率而決定。
  13. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中每一加熱元件部中的該輸出溫度是藉由該電源的一輸入電力頻率的一振幅而決定，且其中，該基材支撐表面的該輸出溫度是藉由調整該電力頻率的該振幅而控制。
  14. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中每一加熱元件部包括一充填料材料與一電阻式加熱材料，該電阻式加熱材料是選自包括下述的該群組：鎳、鉻、鐵、鋁、銅、鉬、鉑、碳化矽、所述者的金屬合金、所述者的氮化物材料、所述者的矽化物材料與所述者的組合。
  15. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中每一加熱元件部包括一電阻式加熱材料，該電阻式加熱材料的一形狀是選自包括下述的該群組：一線、一箔或一帶狀。
  16. 如請求項9所述之基材處理腔室，其中該等二個或二個以上電阻式元件部是根據每一加熱元件部中的一變數而不同地形成，該變數是選自包括下述的該群組：一電阻式加熱材料的該尺寸、形狀、圖案、分配密度，一充填料材料的該尺 寸、形狀、圖案、分配密度，藉此在當連接至該加熱元件的該電源開啟時，在該等二個或二個以上電阻式元件部中實行不同的輸出溫度。
  17. 一種在一處理腔室中加熱一基材之一表面的方法，該方法包括以下步驟：加熱一基材支撐組件的一基材支撐表面，該基材支撐組件具有該基材設置於其上，其中，該基材支撐組件包括一加熱元件，該加熱元件包括二個或二個以上加熱元件部，其中，該等加熱元件部是以一電性迴路連接在一起，且其中，每一加熱元件部是不同地回應於連接至該加熱元件的一電源的一輸入電力；決定在該加熱元件的該等二個或二個以上加熱元件部中的一響應電力輸入振盪頻率；及將該響應電力輸入振盪頻率應用至連接至該加熱元件的該電源。
  18. 如請求項17所述之方法，進一步包括以下步驟：調整每一加熱元件部的每一響應電力輸入振盪頻率的該振幅。
  19. 如請求項17所述之方法，進一步包括以下步驟：獨立地加熱該加熱元件的每一加熱元件部，其中，每一加熱元件部對應於在該基材支撐表面上的二個或二個以上加熱區的每一加熱區；及橫越該基材支撐組件的該基材支撐表面上的該等二個或二個以上加熱區而提供一所欲的輸出溫度分配。
  20. 如請求項17所述之方法，進一步包括以下步驟：流動一冷卻媒介，該冷卻媒介循環通過一流體通道，該流體通道嵌入於該基材支撐組件中；及調整該基材支撐組件的該基材支撐表面的該輸出溫度。
TW102113627A 2012-04-27 2013-04-17 用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備 TWI614835B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261639781P 2012-04-27 2012-04-27
US61/639,781 2012-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201401421A true TW201401421A (zh) 2014-01-01
TWI614835B TWI614835B (zh) 2018-02-11

Family

ID=49476410

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102113627A TWI614835B (zh) 2012-04-27 2013-04-17 用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備
TW106145496A TWI654712B (zh) 2012-04-27 2013-04-17 用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106145496A TWI654712B (zh) 2012-04-27 2013-04-17 用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9089007B2 (zh)
JP (1) JP6329941B2 (zh)
KR (1) KR102113454B1 (zh)
SG (1) SG11201406626SA (zh)
TW (2) TWI614835B (zh)
WO (1) WO2013162697A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI715634B (zh) * 2015-10-05 2021-01-11 南韓商美科陶瓷科技有限公司 具有增強溫度均勻特性的基板加熱裝置

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605717B1 (ko) * 2014-07-16 2016-03-23 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10763142B2 (en) 2015-06-22 2020-09-01 Lam Research Corporation System and method for determining field non-uniformities of a wafer processing chamber using a wafer processing parameter
US10381248B2 (en) * 2015-06-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Auto-correction of electrostatic chuck temperature non-uniformity
US10386821B2 (en) 2015-06-22 2019-08-20 Lam Research Corporation Systems and methods for calibrating scalar field contribution values for a limited number of sensors including a temperature value of an electrostatic chuck and estimating temperature distribution profiles based on calibrated values
KR102429619B1 (ko) 2015-11-18 2022-08-04 삼성전자주식회사 본딩 스테이지와 이를 포함하는 본딩 장치
US10707110B2 (en) * 2015-11-23 2020-07-07 Lam Research Corporation Matched TCR joule heater designs for electrostatic chucks
JP7018882B2 (ja) 2015-12-31 2022-02-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 処理チャンバのための高温ヒータ
JP2017168788A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
TWI671851B (zh) 2016-09-22 2019-09-11 美商應用材料股份有限公司 用於寬範圍溫度控制的加熱器基座組件
JP2018063974A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 東京エレクトロン株式会社 温度制御装置、温度制御方法、および載置台
US11164737B2 (en) 2017-08-30 2021-11-02 Applied Materials, Inc. Integrated epitaxy and preclean system
US11382180B2 (en) * 2017-11-21 2022-07-05 Watlow Electric Manufacturing Company Multi-zone pedestal heater having a routing layer
CN111349899B (zh) * 2018-12-20 2022-02-25 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 物理气相沉积材料的方法和设备
TWI841699B (zh) * 2019-03-15 2024-05-11 美商蘭姆研究公司 半導體製造應用中的摩擦攪拌銲接
US11562913B2 (en) * 2019-04-25 2023-01-24 Watlow Electric Manufacturing Company Multi-zone azimuthal heater
SG11202112198UA (en) * 2019-05-03 2021-12-30 Therm X Of California Inc High temperature aluminum nitride heater with multi-zone capability
CN110819961B (zh) * 2020-01-09 2020-04-17 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 改善薄膜均匀性的物理气相沉积设备
US11605544B2 (en) 2020-09-18 2023-03-14 Applied Materials, Inc. Methods and systems for cleaning high aspect ratio structures
US20220395425A1 (en) * 2021-06-10 2022-12-15 Christopher Diecidue Thermal electronic massage neuromuscular roller and vibrator

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63226893A (ja) * 1987-03-17 1988-09-21 富士通株式会社 板状発熱体
US4908489A (en) * 1988-03-31 1990-03-13 Food Rethermalization Ltd. Induction heating driver circuit
JPH0829226A (ja) * 1994-07-20 1996-02-02 Tokyo Gas Co Ltd 熱式半導体フローセンサ及びその製造方法
US5844205A (en) 1996-04-19 1998-12-01 Applied Komatsu Technology, Inc. Heated substrate support structure
US6035101A (en) 1997-02-12 2000-03-07 Applied Materials, Inc. High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods
KR100574414B1 (ko) * 1997-07-09 2006-04-27 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 주파수 선택형 가변출력 인덕터 히터 시스템 및 방법
JP3477062B2 (ja) * 1997-12-26 2003-12-10 京セラ株式会社 ウエハ加熱装置
US6423949B1 (en) 1999-05-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
JP3793555B2 (ja) * 1999-05-31 2006-07-05 京セラ株式会社 円盤状ヒータ
JP2001355072A (ja) * 2000-06-13 2001-12-25 Anelva Corp 基板処理装置
US6529686B2 (en) * 2001-06-06 2003-03-04 Fsi International, Inc. Heating member for combination heating and chilling apparatus, and methods
JP3642746B2 (ja) * 2001-06-21 2005-04-27 日本発条株式会社 セラミックスヒータ
JP2003045765A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Kyocera Corp ウェハ支持部材
JP3897563B2 (ja) 2001-10-24 2007-03-28 日本碍子株式会社 加熱装置
JP3925702B2 (ja) * 2002-03-18 2007-06-06 日本碍子株式会社 セラミックヒーター
JP2004296254A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd セラミックスヒータおよびそれを搭載した半導体あるいは液晶製造装置
JP4794140B2 (ja) 2004-05-26 2011-10-19 京セラ株式会社 ヒータとウェハ加熱装置及びその製造方法
US20050217799A1 (en) 2004-03-31 2005-10-06 Tokyo Electron Limited Wafer heater assembly
US7544251B2 (en) 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
US8709162B2 (en) * 2005-08-16 2014-04-29 Applied Materials, Inc. Active cooling substrate support
JP2007066542A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Kyocera Corp ヒータおよびウェハ加熱装置ならびにこのヒータの製造方法
US8226769B2 (en) 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
KR20080037879A (ko) * 2006-10-27 2008-05-02 주식회사 코미코 히터 및 이의 제조방법
US7777160B2 (en) 2007-12-17 2010-08-17 Momentive Performance Materials Inc. Electrode tuning method and apparatus for a layered heater structure
US8274017B2 (en) * 2009-12-18 2012-09-25 Applied Materials, Inc. Multifunctional heater/chiller pedestal for wide range wafer temperature control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI715634B (zh) * 2015-10-05 2021-01-11 南韓商美科陶瓷科技有限公司 具有增強溫度均勻特性的基板加熱裝置
US11133202B2 (en) 2015-10-05 2021-09-28 Mico Ceramics Ltd. Substrate heating apparatus with enhanced temperature uniformity characteristic

Also Published As

Publication number Publication date
US20130284721A1 (en) 2013-10-31
KR102113454B1 (ko) 2020-05-21
JP6329941B2 (ja) 2018-05-23
TW201814826A (zh) 2018-04-16
WO2013162697A1 (en) 2013-10-31
JP2015521371A (ja) 2015-07-27
TWI614835B (zh) 2018-02-11
KR20150013637A (ko) 2015-02-05
TWI654712B (zh) 2019-03-21
SG11201406626SA (en) 2015-03-30
US9089007B2 (en) 2015-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI614835B (zh) 用於具有多區加熱之基材支撐件的方法及設備
KR102617065B1 (ko) 서셉터 및 기판 처리 장치
KR102383357B1 (ko) 배치대 및 기판 처리 장치
TWI646614B (zh) Heater power supply mechanism
CN113039626B (zh) 边缘环的温度及偏压控制
US20140083361A1 (en) Controlling temperature in substrate processing systems
CN102844854A (zh) 宽范围晶圆温度控制的多功能加热器/冷却器基座
TW200849336A (en) Apparatus and method for deposition over large area substrates
JP6240532B2 (ja) 静電チャックの温度制御方法
KR200488076Y1 (ko) 히터를 구비한 기판 지지 페디스털
CN100477091C (zh) 处理装置
US6759633B2 (en) Heat treating device
US20170211185A1 (en) Ceramic showerhead with embedded conductive layers
KR102460313B1 (ko) 기판 처리 장치의 서셉터 및 기판 처리 장치
TW201502314A (zh) 用於原子層沉積之加熱燈
US20210210339A1 (en) Conformal hermetic film deposition by cvd
JP7394556B2 (ja) 載置台及び基板処理装置
TWI737984B (zh) 用於hdp cvd的帶有嵌入式加熱元件和嵌入式rf線圈的進階陶瓷蓋及感應耦合電漿處理腔室
US20210305017A1 (en) Inductively coupled plasma chamber heater for controlling dielectric window temperature
US20220020612A1 (en) Systems and methods for faceplate temperature control
KR101943313B1 (ko) 기판 처리 장치 및 시스템
JP2022066871A (ja) 基板処理方法及び基板処理装置